Genome Editing Gen Phytoene Synthase (PSY) dengan Teknologi CRISPR/Cas9 pada Marigold (Tagetes erecta L.)

Abstract

Marigold merupakan tanaman hias yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi di Indonesia terutama di Bali tetapi keragaman warna bunganya masih terbatas berkisar warna kuning hingga oranye. Pemuliaan konvensional memiliki keterbatasan dalam meningkatkan variasi warna bunga sehingga untuk mengatasi hal tersebut perlu dilakukan pendekatan bioteknologi antara lain melalui genome editing. Penelitian ini dilakukan dengan transformasi genetika menggunakan teknologi CRISPR/Cas9 yang menargetkan gen Phytoene Synthase (PSY) yang berperan penting dalam biosintesis karotenoid sehingga tidak berfungsinya gen PSY dapat menghilangkan senyawa karotenoid. Eksplan daun digunakan sebagai eksplan untuk transformasi yang diperantarai oleh bakteri Agrobacterium tumefaciens strain EHA105 yang telah disisipi CRISPR/Cas9-gRNA-PSY. Penelitian transformasi genetik dan genome editing berkaitan dengan regenerasi tanaman dalam kultur jaringan. Informasi awal mengenai jenis eksplan, komposisi media dan metode regenerasi yang sesuai diperlukan untuk meningkatkan efisiensi transformasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui informasi komposisi media regenerasi dan jenis eksplan yang sesuai dan mendapatkan tanaman putatif transgenik marigold yang mengandung CRISPR/Cas9-gRNA-PSY dalam upaya modifikasi warna bunga sehingga dapat menghasilkan bunga berwarna putih. Percobaan regenerasi tanaman marigold melalui organogenesis dilakukan menggunakan tiga tipe eksplan dengan komposisi media yang berbeda. Eksplan kotiledon merupakan eksplan yang paling responsif bila dibandingkan dengan eksplan daun dan hipokotil. Media terbaik untuk regenerasi diperoleh pada kombinasi konsentrasi media 0,5 ppm IAA dan 7 ppm BAP. Persentase tunas yang dihasilkan sebesar 66,7% dengan rata-rata jumlah tunas 6,1. Penggunaan sitokinin TDZ mampu mengurangi akar adventif yang terbentuk dari kalus yang berasal dari daun. Percobaan transformasi menghasilkan 8 tanaman putatif transgenik T. erecta dari genotipe Sudalama Oranye. Efisiensi transformasi yang dihasilkan adalah 1% pada marigold genotipe MG04 dan 15,25% pada marigold genotipe Sudamala Oranye. Efisiensi regenerasi sebesar 0% pada marigold genotipe MG04 dan 13,11% pada marigold genotipe Sudamala Oranye. Hasil analisis PCR menggunakan primer NPTII dengan ukuran 577 bp menunjukkan 2 dari 8 tanaman putatif transforman positif mengandung gen NPTII. Pengamatan fenotipik menunjukkan adanya perbedaan antara tanaman kontrol (wild type) dan transforman. Seluruh bagian tanaman kontrol berwarna hijau, sedangkan tanaman transforman menunjukkan fenotipe mulai dari sebagian hijau albino hingga seluruhnya albino.